DE102014009647B4 - TOF-Kamera für ein Fahrzeug und Verfahren zum Ansteuern derselben - Google Patents

TOF-Kamera für ein Fahrzeug und Verfahren zum Ansteuern derselben Download PDF

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Abstract

TOF-Kamera für ein Fahrzeug, umfassend:eine Lichtemissionseinheit (200), die Licht mit einer vorbestimmten Mittelwellenlänge emittiert und die das emittierte Licht mit einer vorbestimmten Frequenz moduliert und das Licht zu einem Objekt (300) strahlt;eine Lichtempfangseinheit (100), die eine Entfernung zu dem Objekt basierend auf von dem Objekt reflektiertem und von dem Objekt (300) zurückgestrahltem Licht detektiert und ein Modulationssignal für eine Modulation des Lichts mit der vorbestimmten Frequenz erzeugt; undeine Steuereinheit (400), die das Ansteuern der Lichtemissionseinheit (200) in Abhängigkeit von dem Modulationssignal der Lichtempfangseinheit (100) steuert,wobei die Lichtemissionseinheit (200) umfasst:eine Mehrzahl von Laserdioden (210),wobei die Steuereinheit (400) eine Reihenfolge des Ansteuerns der Laserdioden (210) in Abhängigkeit von dem Modulationssignal der Lichtempfangseinheit (100) bestimmt, um so das Ansteuern der Laserdioden (210) zu steuern, und Stromwerte der Laserdioden (210) in Abhängigkeit von dem Modulationssignal der Lichtempfangseinheit (100) bestimmt, um so die Strommengen der anzusteuernden Laserdioden (210) zu steuern,wobei die Steuereinheit (400)- eine Anzahl von anzusteuernden Laserdioden (210) in Abhängigkeit von Längen von Arbeitszyklen der Laserdioden (210) anpasst oder- die Reihenfolge der Ansteuerns der Laserdioden (210) in Abhängigkeit von den Arbeitszyklen der Laserdioden (210) anpasst.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf eine TOF-Kamera für ein Fahrzeug und insbesondere auf eine TOF-Kamera für ein Fahrzeug, die einen Abtastbereich vergrößern kann, indem eine Mehrzahl von Laserdioden als Lichtquellen verwendet werden, und auf ein Verfahren zum Ansteuern derselben.
  • Beschreibung des Standes der Technik
  • Im Allgemeinen detektiert eine TOF(Time of Flight)-Kamera ein Objekt, indem eine Verzögerung einer Phase oder dergleichen verwendet wird, die erzeugt wird, wenn Licht, das mit einer vorbestimmten Frequenz moduliert ist, von dem Objekt reflektiert wird und von diesem zurückgestrahlt wird, und sie wird auf dem Gebiet der topografischen Vermessung, bei einer Bewegungssteuerung eines Objekts und einer Vorrichtung zum Verhindern eines Heckaufpralls bei einem Fahrzeug oder dergleichen verwendet.
  • Entsprechend dem Funktionsprinzip der TOF-Kamera umfasst die TOF-Kamera eine Lichtquelle, die Licht mit einer vorbestimmten Mittelwellenlänge emittiert, und die Lichtquelle moduliert das emittierte Licht mit einer vorbestimmten Frequenz und strahlt das Licht auf ein zu detektierendes Objekt.
  • Dann wird das auf das Objekt strahlende Licht reflektiert und zu der TOF-Kamera zurückgesendet und die TOF-Kamera detektiert das zurückgestrahlte Licht unter Verwendung eines darin integrierten Sensors.
  • In diesem Fall vergleicht die TOF-Kamera eine Phase des emittierten Lichts mit einer Phase des von dem Objekt reflektierten und zurückgestrahlten Lichts, wodurch die Entfernung zu dem Objekt berechnet werden kann.
  • 1 ist ein Blockdiagramm einer allgemeinen TOF-Kamera.
  • Wie in 1 dargestellt, kann die TOF-Kamera eine Lichtempfangseinheit 10 einschließen, die ein von dem Objekt 30 reflektiertes Licht empfängt, und eine Lichtemissionseinheit 20, die das Objekt 30 mit moduliertem Licht bestrahlt.
  • Die Lichtemissionseinheit 20 steuert jedes lichtemittierende Element 22 unter Verwendung eines Modulationssignals, das von der Lichtempfangseinheit 10 geliefert wird, wodurch das modulierte Licht zu dem Objekt 30 gestrahlt wird.
  • Dann wird das modulierte Licht von dem Objekt 30 reflektiert und wird in einem Lichtempfangselement 14 über ein Lichtempfangs-Linsenmodul 12 der Lichtempfangseinheit 10 gesammelt.
  • Die Lichtempfangseinheit 14 wandelt Lichtenergie in elektrische Energie um und überträgt die elektrische Energie an ein Signalverarbeitungsmodul 16 und das Signalverarbeitungsmodul 16 bestimmt die Entfernung zu dem Objekt, indem eine Phasendifferenz zwischen dem Eingangssignal und dem Modulationssignal verwendet wird.
  • Da jedoch die existierende TOF-Kamera eine lichtemittierende Diode als eine Lichtquelle verwendet, gibt es das Problem, dass ein Abtastbereich kurz ist.
  • Da somit in dem Fall der Verwendung einer Laserdiode als eine Lichtquelle anstelle der lichtemittierenden Diode die Laserdiode eine relativ starke Leistung im Vergleich mit der lichtemittierenden Diode erhalten kann, ist es möglich, einen verbesserten Detektions- bzw. Abtastbereich zu erhalten, wenn derselbe Strom verwendet wird.
  • 2 ist ein Diagramm, das durch Vergleich der optischen Leistungsparameter einer lichtemittierenden Diode mit einer Laserdiode erhalten wird.
  • Wie in 2 gezeigt ist, kann verstanden werden, dass die Laserdiode eine relativ große Leistung im Vergleich mit der lichtemittierenden Diode erhalten kann, wenn derselbe Strom verwendet wird.
  • Somit hat die Laserdiode im Vergleich mit der lichtemittierenden Diode Eigenschaften, bei denen ein Detektionsbereich verbessert wird und sie ist aufgrund eines engen Wellenlängenbereichs tolerant gegen externes Licht.
  • Da die TOF-Kamera grundsätzlich ein lichtemittierendes Element basierend auf einem Modulationssignal betreibt, ist es notwendig, eine Laserdiode in einem Impulsmodus zu betreiben.
  • Eine gepulste Laserdiode hat zwar eine hohe Spitzenleistung, benötigt aber eine lange Kühlzeit, um die zum Zeitpunkt der Lichtabstrahlung erzeugte Hitze zu entfernen.
  • Daher kann es aufgrund eines langen Arbeitzyklus der Laserdiode schwierig sein, die Laserdiode entsprechend einer schnellen Modulationszeit der TOF-Kamera zu betreiben.
  • Die Druckschrift US 6822687 B1 beschreibt eine Vorrichtung zum Erfassen eines dreidimensionalen Bildes, die eine Vielzahl von Laservorrichtungen zum Ausstrahlen von pulsmodulierten Laserstrahle n und ein CCD zum Erfassen reflektierter Signale umfasst. Aus der Druckschrift US 2009/059 201 A1 ist ein Spreizspektrum-Abbildungssystem bekannt, welches ein Sendemodul enthält, das ein optisches Sendesignal überträgt, das einen Zielraum beleuchtet und einen Sendeimpuls enthält, der mit einem ersten Pseudorauschcode moduliert ist. Die Druckschrift DE 10 2008 060042 A1 betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung einer Beleuchtungseinheit, die eine Licht abstrahlende Lichtquellenmatrix mit einer Mehrzahl von LED-Lichtquellen umfasst, die jeweils über eine Pulsweitenmodulation mit einem vorgegebenen Helligkeitswert betrieben werden, wobei mindestens eine Kette mit einer vorgebbaren Anzahl von einzelnen LED-Lichtquellen gebildet wird. Die Druckschrift US 4891772 A beschreibt einen Punkt- und Lichtweitensensor. Treiberschaltkreise für LEDs zur TOF-Berechnung sind aus der Druckschrift CN 103262652 A bekannt.
  • ABRISS DER ERFINDUNG
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine TOF-Kamera für ein Fahrzeug, die einen Abtastbereich durch sequentielles Betreiben einer Mehrzahl von Laserdioden entsprechend einem Modulationssignal verbessert und die gegenüber externem Licht tolerant ist, und ein Verfahren zum Ansteuern derselben vorzusehen. Diese Aufgabe wird von der TOF Kamera und dem Verfahren gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst.
  • In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine TOF-Kamera für ein Fahrzeug: eine Lichtemissionseinheit, die Licht mit einer vorbestimmten Mittelwellenlänge emittiert und die das emittierte Licht mit einer vorbestimmten Frequenz moduliert und das Licht zu einem Objekt strahlt; eine Lichtempfangseinheit, die eine Entfernung zu dem Objekt basierend auf von dem Objekt reflektiertem und von dem Objekt zurückgestrahltem Licht detektiert und ein Modulationssignal für eine Modulation des Lichts mit der vorbestimmten Frequenz erzeugt; und eine Steuereinheit, die das Ansteuern der Lichtemissionseinheit in Abhängigkeit von dem Modulationssignal der Lichtempfangseinheit steuert, wobei die Lichtemissionseinheit umfasst:
    • eine Mehrzahl von Laserdioden, wobei die Steuereinheit über eine Reihenfolge des Ansteuerns der Laserdioden in Abhängigkeit von dem Modulationssignal der Lichtempfangseinheit entscheidet, um so das Ansteuern der Laserdioden zu steuern, und Stromwerte der Laserdioden in Abhängigkeit von dem Modulationssignal der Lichtempfangseinheit bestimmt, um so die Strommenge der anzusteuernden Laserdioden zu steuern.
  • Außerdem ist vorgesehen, dass die Steuereinheit die Anzahl der anzusteuernden Laserdioden in Abhängigkeit von Längen von Arbeitszyklen der Laserdioden anpasst bzw. einstellt oder die Reihenfolge der Ansteuerns der Laserdioden in Abhängigkeit von den Arbeitszyklen der Laserdioden anpasst bzw. einstellt.
  • Die Steuereinheit kann umfassen: einen Ansteuerreihenfolge-Bestimmungsteil, der die Reihenfolge des Ansteuerns der Laserdioden in Abhängigkeit von dem Modulationssignal der Lichtempfangseinheit bestimmt; einen Ansteuer-Steuerteil, der das Ansteuern der Laserdiode entsprechend der bestimmten Ansteuerreihenfolge steuert; und einen Stromsteuerteil, der die aktuellen Stromwerte der Laserdioden in Abhängigkeit von dem Modulationssignal der Lichtempfangseinheit bestimmt, und die Strommengen für die anzusteuernden Laserdioden durch ein Steuersignal des Ansteuer-Steuerteils steuert.
  • In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Ansteuern einer TOF-Kamera für ein Fahrzeug: einen Schritt des Bestimmens einer Reihenfolge des Ansteuerns der Laserdioden in Abhängigkeit von einem Modulationssignal der Lichtempfangseinheit; einen Schritt des Steuerns des Ansteuerns der Laserdioden entsprechend der bestimmten Ansteuerreihenfolge; einen Schritt des Bestimmens von Stromwerten der Laserdioden in Abhängigkeit von dem Modulationssignal der Lichtempfangseinheit und des Steuerns von Strommengen von jeweils durch die Ansteuerreihenfolge anzusteuernden Laserdioden; und einen Schritt des Aufbringens eines Stroms entsprechend dem bestimmten Stromwert auf die entsprechend der Ansteuerreihenfolge anzusteuernden Laserdioden, wobei eine Anzahl von anzusteuernden Laserdioden in Abhängigkeit von Längen von Arbeitszyklen der Laserdioden angepasst wird oder die Reihenfolge der Ansteuerns der Laserdioden in Abhängigkeit von den Arbeitszyklen der Laserdioden angepasst wird.
  • In Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird eine Mehrzahl von Laserdioden entsprechend einem Modulationssignal sequenziell betrieben, so dass der Abtastbereich verbessert werden kann und wobei die Laserdioden tolerant gegen externes Licht sind, wodurch die Verbesserung der Leistungsfähigkeit der TOF-Kamera für ein Fahrzeug resultiert.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
  • Die obigen und andere Ziele, Merkmale und andere Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Zusammenhang mit der beigefügten Zeichnung klarer erscheinen und verstanden, in der:
    • 1 ein Blockschaltbild einer allgemeinen TOF-Kamera ist;
    • 2 eine Kennlinie ist, die durch Vergleich von optischen Leistungsmerkmalen einer lichtemittierenden Diode und einer Laserdiode miteinander erhalten wird;
    • 3 ein Blockschaltbild einer TOF-Kamera für ein Fahrzeug in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist;
    • 4 ein Blockschaltbild einer Steuereinheit nach 3 ist;
    • 5 ein Diagramm ist, das die Betriebszyklen von Laserdioden zeigt, die von einer Steuereinheit nach 4 sequenziell angesteuert werden;
    • 6 eine Darstellung ist, die ein Ausführungsbeispiel zeigt, bei dem die Anzahl von anzusteuernden Laserdioden entsprechend den Arbeitszyklen der Laserdioden angepasst ist;
    • 7 eine Darstellung ist, die ein Ausführungsbeispiel zeigt, bei dem eine Reihenfolge des Ansteuerns der Laserdioden entsprechend den Arbeitszyklen der Laserdioden angepasst ist; und
    • 8 ein Flussdiagramm zum Erläutern eines Verfahrens zum Ansteuern einer TOF-Kamera für ein Fahrzeug in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist.
  • BESCHREIBUNG VON SPEZIFISCHEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
  • Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung detaillierter beschrieben, wobei auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen wird.
  • Begriffe „Modul“ und „Einheit“ für im Folgenden verwendete Elemente werden nur in Berücksichtigung der Vereinfachung der Erzeugung der vorliegenden Beschreibung zugeordnet und „Modul“ und „Einheit“ können für die Verwendung umgekehrt werden.
  • Außerdem werden unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung und den Inhalt, der in der beigefügten Zeichnung dargestellt ist, Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben, aber die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Ausführungsbeispiele begrenzt oder auf diese eingeschränkt.
  • Als in der vorliegenden Beschreibung verwendete Begriffe werden allgemeine Begriffe, die zur Zeit weit verbreitet sind, gewählt, in Berücksichtigung der Funktionen der vorliegenden Erfindung, aber das kann entsprechend der Bestimmung des üblichen Fachkönnens, Gepflogenheiten, Erscheinung einer neuen Technik oder dergleichen geändert werden. In einem spezifischen Fall sind Begriffe von dem Anmelder willkürlich gewählt und in diesem Fall werden Bedeutungen der Begriffe in der korrespondierenden Beschreibung der vorliegenden Erfindung erläutert. Somit sollten die in der vorliegenden Anmeldung verwendeten Begriffe nicht als Namen einfacher Begriffe ausgelegt werden, sondern sollten basierend auf den aktuellen Auslegungen der Begriffe und dem Inhalt der gesamten Anmeldung ausgelegt werden.
  • 3 ist ein Blockschaltbild einer TOF-Kamera für ein Fahrzeug in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung.
  • Wie in 3 dargestellt ist, kann die TOF-Kamera der vorliegenden Erfindung eine Lichtempfangseinheit 100, die ein Modulationssignal erzeugt, und eine Lichtemissionseinheit 200 umfassen, die eine Mehrzahl von Laserdioden 210 aufweist.
  • Zusätzlich kann die vorliegende Erfindung außerdem eine Steuereinheit 400 umfassen, die das Ansteuern der Lichtemissionseinheit 200 entsprechend dem Modulationssignal der Lichtempfangseinheit 100 steuert.
  • Das heißt, die Lichtemissionseinheit 200 der vorliegenden Erfindung kann Licht auf ein Objekt 300 strahlen, die Lichtempfangseinheit 100 kann die Entfernung zu dem Objekt basierend auf Licht detektieren, das von dem Objekt 300 reflektiert und zurückgestrahlt wird, und kann ein Modulationssignal für eine Frequenzmodulation des Lichts erzeugen.
  • Die Steuereinheit 400 kann das Antreiben der Lichtemissionseinheit 200 entsprechend dem Modulationssignal der Lichtempfangseinheit 100 steuern.
  • Die Lichtemissionseinheit 200 kann eine Vielzahl von Laserdioden 210 umfassen, wobei es vorteilhaft ist, dass die Laserdiode 210 eine relativ große Leistung im Vergleich mit der lichtemittierenden Diode erhalten, wenn derselbe Strom verwendet wird.
  • Somit hat im Vergleich mit der lichtemittierenden Diode die Laserdiode Eigenschaften, bei denen ein Abtastbereich verbessert wird, und sie ist tolerant gegen externes Licht aufgrund eines engen Wellenlängenbereichs.
  • Aufgrund eines langen Arbeitszyklus ist es schwierig, die Laserdiode entsprechend einer schnellen Modulationszeit der TOF-Kamera zu betreiben. Die Steuereinheit 400 kann jedoch die Mehrzahl von Laserdioden 210 sequenziell ansteuern, wodurch ein solches Problem gelöst wird.
  • Beispielsweise kann die Steuereinheit 400 das Ansteuern bzw. Antreiben der Laserdioden 210 durch Bestimmen einer Reihenfolge des Ansteuerns der Laserdioden 210 entsprechend dem Modulationssignal der Lichtempfangseinheit 100 steuern oder kann Strommengen der anzusteuernden Laserdioden 210 steuern, indem Stromwerte der Laserdioden 210 entsprechend dem Modulationssignal der Lichtempfangseinheit 100 bestimmt werden.
  • Das heißt, die Steuereinheit 400 kann die Reihenfolge des Ansteuerns der Laserdioden 210 entsprechend dem Modulationssignal der Lichtempfangseinheit 100 bestimmen und das Antreiben der Laserdioden 210 entsprechend der bestimmten Ansteuerreihenfolge steuern.
  • Außerdem kann die Steuereinheit 400 die Stromwerte der Laserdioden 210 entsprechend dem Modulationssignal der Lichtempfangseinheit 100 bestimmen, Strommengen der selektiv anzusteuernden Laserdioden 210 durch die Ansteuerreihenfolge steuern und einen Strom entsprechend dem bestimmten Stromwert an die entsprechend der Ansteuerreihenfolge anzusteuernden Laserdioden 210 liefern.
  • 4 ist ein Blockschaltbild der Steuereinheit nach 3.
  • Wie in 4 dargestellt ist, kann die Steuereinheit 400 einen Ansteuerreihenfolge-Bestimmungsteil 410, einen Ansteuer-Steuerteil 420 und einen Stromsteuerteil 430 einschließen.
  • Der Ansteuerreihenfolge-Bestimmungsteil 410 kann über die Reihenfolge des Ansteuerns der Laserdioden entsprechend dem Modulationssignal der Lichtempfangseinheit entscheiden. Wenn entsprechend Situationen das Modulationssignal der Lichtempfangseinheit empfangen wird, kann der Ansteuerreihenfolge-Bestimmungsteil 410 die Reihenfolge des Ansteuerns des Laserdioden entsprechend einer vorgegebenen Reihenfolge des Ansteuerns der Laserdioden bestimmen.
  • Wenn in einem anderen Fall das Modulationssignal der Lichtempfangseinheit empfangen wird, kann der Ansteuerreihenfolge-Bestimmungsteil 410 prüfen, ob es eine Änderungsanfrage für die Reihenfolge des Ansteuerns der Laserdioden gibt und kann die vorgegebene Reihenfolge des Ansteuerns der Laserdioden in eine andere Reihenfolge des Ansteuerns der Laserdioden bei einer Entscheidung, dass es eine Änderungsanfrage gibt, ändern.
  • Als Nächstes kann der Ansteuer-Steuerteil 420 das Ansteuern der Laserdioden entsprechend der bestimmten Ansteuerreihenfolge steuern.
  • Das heißt, der Ansteuer-Steuerteil 420 kann ein Freigabesignal an die Laserdioden entsprechend der bestimmten Antriebsreihenfolge anlegen und anzusteuernde Laserdioden bestimmen.
  • Der Ansteuerreihenfolge-Bestimmungsteil 410 verwendet einen Zirkulationszähler als internen Zähler und steuert sequentiell Laserdioden an und kann die Reihenfolge des Ansteuerns der Laserdioden entsprechend der vorgegebenen Reihenfolge des Ansteuerns der Laserdioden bestimmen.
  • Entsprechend Situationen kann in dem Fall des Änderns der Reihenfolge des Ansteuerns der Laserdioden entsprechend einer Absicht eines Benutzers der Ansteuerreihenfolge-Bestimmungsteil 410 durch ein spezifisches Modul ersetzt werden, das eine Ansteuerreihenfolge definiert.
  • Das heißt, wenn es eine Änderungsanfrage für die Reihenfolge des Ansteuerns der Laserdioden von einem Benutzer gibt, kann der Ansteuerreihenfolge-Bestimmungsteil 410 die vorgegebene Reihenfolge des Ansteuerns der Laserdioden in eine andere Reihenfolge des Ansteuerns der Laserdioden zur Bestimmung ändern.
  • Die andere Reihenfolge des Ansteuerns der Laserdioden kann voreingestellt sein und in einem Speicher gespeichert sein.
  • Wenn außerdem eine getrennte Kühlvorrichtung entsprechend dem Typ einer Laserdiode verlangt wird, kann die Ansteuerreihenfolge als ein Freigabesignal für den Betrieb der getrennten Kühlvorrichtung verwendet werden.
  • Wenn beispielsweise die Lichtemissionseinheit 200 eine Mehrzahl von getrennten Kühlvorrichtungen zum Kühlen der Laserdioden 210 einschließt, kann der Ansteuer-Steuerteil 420 das Ansteuern der Kühlvorrichtungen entsprechend der bestimmten Ansteuerreihenfolge steuern.
  • Als Nächstes kann der Stromsteuerteil 430 die Stromwerte der Laserdiode entsprechend dem Modulationssignal der Lichtempfangseinheit bestimmen und die Strommengen der anzutreibenden Laserdioden 210 durch ein Steuersignal des Ansteuer-Steuerteils 420 steuern.
  • Um eine Lichtemissionsmenge des Lichts entsprechend dem Modulationssignal einzustellen, kann der Stromsteuerteil 430 die zu den Laserdioden gelieferten Strommengen steuern.
  • Da entsprechend Situationen der Stromsteuerteil 430 einen Strom zu jeder Laserdiode liefern sollte, kann der Stromsteuerteil 430 einen Multiplexer enthalten, und ein Strom einer eingestellten Größe kann den Laserdioden geliefert werden, die durch ein Steuersignal des Stromsteuerteils 430 anzutreiben sind.
  • Wie oben beschrieben, kann die Steuereinheit 400 der vorliegenden Erfindung die Reihenfolge des Ansteuerns der Laserdioden 210 entsprechend dem Modulationssignal der Lichtempfangseinheit bestimmen, um so das Ansteuern der Laserdioden 210 zu steuern, und kann die Stromwerte der Laserdioden 210 entsprechend dem Modulationssignal der Lichtempfangseinheit bestimmen, um so die Strommengen der anzusteuernden Laserdioden 210 zu steuern.
  • Das heißt, die Steuereinheit 400 kann die Reihenfolge des Ansteuerns der Laserdioden 210 entsprechend dem Modulationssignal der Lichtempfangseinheit bestimmen und das Ansteuern der Laserdioden 210 entsprechend der bestimmten Ansteuerreihenfolge steuern.
  • Außerdem kann die Steuereinheit 400 die Stromwerte der Laserdioden 210 entsprechend dem Modulationssignal der Lichtempfangseinheit bestimmen, die Strommengen der selektiv über die Ansteuerreihenfolge anzusteuernden Laserdioden 210 steuern und einen Strom entsprechend dem bestimmten Stromwert an die entsprechend der Ansteuerreihenfolge anzusteuernden Laserdioden 210 liefern.
  • 5 ist ein Diagramm, das die Betriebszyklen der Laserdioden, die sequentiell von der Steuereinheit nach 4 angesteuert werden, darstellt.
  • Wie in 5 gezeigt, hat die Laserdiode eine hohe Spitzenleistung, aber verlangt eine lange Kühlzeit zum Entfernen der zum Zeitpunkt der Lichtemission erzeugten Wärme.
  • Daher kann die Laserdiode einen langen Betriebszyklus von einer ersten Ansteuer- bzw. Antriebszeit zu einer nächsten Ansteuerzeit haben.
  • Aufgrund eines solchen langen Arbeitszyklus kann es jedoch schwierig sein, die Laserdiode entsprechend einer schnellen Modulationszeit der TOF-Kamera zu betreiben.
  • In dieser Hinsicht wird entsprechend der vorliegenden Erfindung eine Mehrzahl von Laserdioden sequentiell entsprechend einem TOF-Modulationssignal betrieben, so dass es möglich ist, den langen Arbeitszyklus zu kompensieren.
  • Das heißt, die Steuereinheit der vorliegenden Erfindung kann bestimmen, dass die Laserdioden unter Verwendung eines internen Zählers betrieben werden, und kann eine Lichtemissionsmenge des Licht der entsprechenden Laserdiode entsprechend einem empfangenen Modulationssignal steuern.
  • Folglich wird entsprechend der vorliegenden Erfindung eine Mehrzahl von Laserdioden sequentiell entsprechend dem Modulationssignal betrieben, so dass ein Abtastbereich verbessert wird und die Laserdioden tolerant gegen externes Licht sind, was in der Verbesserung der Leistungsfähigkeit der TOF-Kamera für ein Fahrzeug resultiert.
  • 6 ist eine Darstellung, die ein Ausführungsbeispiel zeigt, bei dem die Anzahl von anzusteuernden Laserdioden entsprechend den Arbeitszyklen der Laserdioden angepasst ist.
  • Wie in 6 gezeigt wird, kann die Steuereinheit 400 die Anzahl der anzusteuernden Laserdioden 210 entsprechend den Arbeitszyklen der Laserdioden 210 einstellen, wodurch das Ansteuern der Laserdioden 210 gesteuert wird.
  • Das heißt, entsprechend der vorliegenden Erfindung werden lange Arbeitszyklen der Laserdioden durch Verwendung einer Mehrzahl von Laserdioden kompensiert, so dass es möglich ist, die Anzahl der Laserdioden entsprechend den Arbeitszyklen der Laserdioden und dem Modulationssignal einzustellen.
  • Beispielsweise kann die Steuereinheit 400 die Anzahl der anzusteuernden Laserdioden 210 verringern, wenn die Arbeitszyklen der Laserdioden 210 kurz sind, und die Anzahl der anzusteuernden Laserdioden 210 erhöhen, wenn die Arbeitszyklen der Laserdioden 210 lang sind, wodurch das Ansteuern der Lichtemissionseinheit 200 gesteuert wird.
  • 7 ist eine Darstellung, die ein Ausführungsbeispiel zeigt, bei dem die Reihenfolge des Ansteuerns der Laserdioden entsprechend den Arbeitszyklen der Laserdioden eingestellt wird.
  • Wie in 7 dargestellt ist, kann die Steuereinheit 400 die Reihenfolge des Ansteuerns der Laserdioden 210 entsprechend den Arbeitszyklen der Laserdioden 210 anpassen bzw. einstellen und das Ansteuern der Lichtemissionseinheit 200 steuern.
  • Beispielsweise kann die Steuereinheit 400 eine von links nach rechts oder von oben nach unten entsprechend einer Anordnungsreihenfolge der Laserdioden 210 bestimmen und sequentiell die Lichtemissionseinheit 200 ansteuern.
  • Die Steuereinheit 400 kann jedoch unregelmäßig die Ansteuerreihenfolge entsprechend den Arbeitszyklen der Laserdioden 210 bestimmen, unabhängig von der Anordnungsreihenfolge der Laserdioden 210, und die Lichtemissionseinheit 200 ansteuern.
  • 8 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern eines Verfahrens zum Ansteuern der TOF-Kamera für ein Fahrzeug in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung.
  • Wie in 8 dargestellt ist, bestimmt der Antriebsreihenfolge-Bestimmungsteil der Steuereinheit die Reihenfolge des Ansteuerns der Laserdioden entsprechend dem Modulationssignal der Lichtempfangseinheit (S11).
  • Als Nächstes steuert der Ansteuer-Steuerteil der Steuereinheit das Ansteuern der Laserdioden entsprechend der bestimmten Ansteuerreihenfolge (S12).
  • Wenn das Modulationssignal von der Lichtempfangseinheit empfangen wird, kann der Ansteuer-Steuerteil der Steuereinheit die Reihenfolge des Ansteuerns der Laserdioden entsprechend einer vorgegebenen Reihenfolge des Ansteuerns der Laserdioden bestimmen.
  • Wenn jedoch entsprechend Situationen das Modulationssignal der Lichtempfangseinheit empfangen wird, kann der Ansteuer-Steuerteil der Steuereinheit prüfen, ob es eine Änderungsanfrage für die Reihenfolge des Ansteuerns der Laserdioden gibt, und eine vorgegebene Reihenfolge des Ansteuerns der Laserdioden in eine andere Reihenfolge der Ansteuerung der Laserdioden zur Entscheidung ändern, wenn es eine Änderungsanforderung gibt.
  • Die andere Ansteuerreihenfolge der Laserdioden kann vorgegeben sein und in einem Speicher gespeichert sein.
  • Der Stromsteuerteil der Steuereinheit bestimmt die Stromwerte der Laserdioden entsprechend dem Modulationssignal der Lichtempfangseinheit und steuert die Strommengen der selektiv durch die Ansteuerreihenfolge anzusteuernden Laserdioden (S13).
  • Dann kann der Stromsteuerteil der Steuereinheit einen Strom entsprechend dem bestimmten Stromwert an die entsprechend der Ansteuerreihenfolge anzusteuernden Laserdioden anlegen (S14).
  • Dann prüft der Ansteuerreihenfolge-Bestimmungsteil der Steuereinheit, ob das von der Lichtempfangseinheit erzeugte Modulationssignal empfangen worden ist (S15), und führt wiederholt den Schritt (S11) des Bestimmens der Reihenfolge des Ansteuerns der Laserdioden entsprechend dem Modulationssignal der Lichtempfangseinheit und die folgenden Operationen durch, wenn das Modulationssignal empfangen wurde.
  • Wenn jedoch das Modulationssignal nicht empfangen wurde, kann die Betriebssteuerung der Laserdioden beendet werden.
  • Wie oben beschrieben wurde, wird entsprechend der vorliegenden Erfindung eine Mehrzahl von Laserdioden sequentiell entsprechend dem Modulationssignal betrieben, so dass ein Abtastbereich verbessert wird und die Laserdioden tolerant in Bezug auf externes Licht sind, was in einer Verbesserung der Leistungsfähigkeit der TOF-Kamera für ein Fahrzeug resultiert.
  • Während die vorliegende Erfindung in Bezug auf spezifische Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist es für die Fachleute offensichtlich, dass unterschiedliche Änderungen und Modifikationen gemacht werden können, ohne den Geist und den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen, wie er in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.

Claims (10)

  1. TOF-Kamera für ein Fahrzeug, umfassend: eine Lichtemissionseinheit (200), die Licht mit einer vorbestimmten Mittelwellenlänge emittiert und die das emittierte Licht mit einer vorbestimmten Frequenz moduliert und das Licht zu einem Objekt (300) strahlt; eine Lichtempfangseinheit (100), die eine Entfernung zu dem Objekt basierend auf von dem Objekt reflektiertem und von dem Objekt (300) zurückgestrahltem Licht detektiert und ein Modulationssignal für eine Modulation des Lichts mit der vorbestimmten Frequenz erzeugt; und eine Steuereinheit (400), die das Ansteuern der Lichtemissionseinheit (200) in Abhängigkeit von dem Modulationssignal der Lichtempfangseinheit (100) steuert, wobei die Lichtemissionseinheit (200) umfasst: eine Mehrzahl von Laserdioden (210), wobei die Steuereinheit (400) eine Reihenfolge des Ansteuerns der Laserdioden (210) in Abhängigkeit von dem Modulationssignal der Lichtempfangseinheit (100) bestimmt, um so das Ansteuern der Laserdioden (210) zu steuern, und Stromwerte der Laserdioden (210) in Abhängigkeit von dem Modulationssignal der Lichtempfangseinheit (100) bestimmt, um so die Strommengen der anzusteuernden Laserdioden (210) zu steuern, wobei die Steuereinheit (400) - eine Anzahl von anzusteuernden Laserdioden (210) in Abhängigkeit von Längen von Arbeitszyklen der Laserdioden (210) anpasst oder - die Reihenfolge der Ansteuerns der Laserdioden (210) in Abhängigkeit von den Arbeitszyklen der Laserdioden (210) anpasst.
  2. TOF-Kamera für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, bei der: die Steuereinheit (400) umfasst: einen Ansteuerreihenfolge-Bestimmungsteil (410), der die Reihenfolge des Ansteuerns der Laserdioden (210) in Abhängigkeit von dem Modulationssignal der Lichtempfangseinheit (100) bestimmt, einen Ansteuer-Steuerteil (420), der das Ansteuern der Laserdioden (210) entsprechend der bestimmten Reihenfolge des Ansteuerns steuert, und einen Stromsteuerteil (430), der die Stromwerte der Laserdioden (210) in Abhängigkeit von dem Modulationssignal der Lichtempfangseinheit (100) bestimmt und die Strommengen für die anzusteuernden Laserdioden (210) durch ein Steuersignal des Ansteuer-Steuerteils (420) steuert.
  3. TOF-Kamera für ein Fahrzeug nach Anspruch 2, bei der, wenn das Modulationssignal von der Lichtempfangseinheit (100) empfangen wird, der Ansteuerreihenfolge-Bestimmungsteil (410) die Reihenfolge des Ansteuerns der Laserdioden (210) entsprechend einer vorgegebenen Reihenfolge des Ansteuerns der Laserdioden (210) bestimmt.
  4. TOF-Kamera für ein Fahrzeug nach Anspruch 2 oder 3, bei der, wenn das Modulationssignal von der Lichtempfangseinheit (100) empfangen wird, der Ansteuerreihenfolge-Bestimmungsteil (410) prüft, ob eine Änderungsanfrage für die Reihenfolge des Ansteuerns der Laserdioden (210) vorhanden ist und ändert die vorgegebene Reihenfolge des Ansteuerns der Laserdioden (210) in eine andere Reihenfolge des Ansteuerns der Laserdioden (210) zur Bestimmung, wenn eine Änderungsanfrage existiert.
  5. TOF-Kamera für ein Fahrzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei der, wenn die Lichtempfangseinheit (200) eine Mehrzahl von getrennten Kühlvorrichtungen zum Kühlen der Laserdioden (210) einschließt, der Ansteuer-Steuerteil (420) die Ansteuerung der Kühlvorrichtungen entsprechend der bestimmten Ansteuerreihenfolge vornimmt.
  6. TOF-Kamera für ein Fahrzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 5, bei der der Stromsteuerteil (430) außerdem umfasst: einen Multiplexer, der irgendeine der Mehrzahl von Laserdioden (210) entsprechend einem Steuersignal des Ansteuer-Steuerteils (420) auswählt und ein Strommengen-Steuersignal für die ausgewählte Laserdiode (210) ausgibt.
  7. TOF-Kamera für ein Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Steuereinheit (400) die Anzahl von anzusteuernden Laserdioden (210) in Abhängigkeit von den Längen der Arbeitszyklen der Laserdioden (210) anpasst und wobei die Steuereinheit (400) die Anzahl der anzusteuernden Laserdioden (210) verringert, wenn die Arbeitszyklen der Laserdioden (210) kurz sind, und die Anzahl der anzusteuernden Laserdioden (210) erhöht, wenn die Arbeitszyklen der Laserdioden (210) lang sind, wodurch das Ansteuern der Lichtemissionseinheit (200) gesteuert wird.
  8. Verfahren zum Ansteuern einer TOF-Kamera für ein Fahrzeug, umfassend eine Lichtempfangseinheit (100), die ein Modulationssignal für eine Modulation von Lichts mit einer vorbestimmten Frequenz erzeugt, und eine Lichtemissionseinheit (200) einschließlich einer Mehrzahl von Laserdioden (210), wobei die Lichtemissionseinheit (200) das Licht mit einer vorbestimmten Mittelwellenlänge emittiert und das emittierte Licht mit der vorbestimmten Frequenz moduliert, wobei das Verfahren umfasst: einen Schritt des Bestimmens einer Reihenfolge des Ansteuerns der Laserdioden (210) in Abhängigkeit von einem Modulationssignal der Lichtempfangseinheit (100); einen Schritt des Steuerns des Ansteuerns der Laserdioden (210) entsprechend der bestimmten Ansteuerreihenfolge; einen Schritt des Bestimmens von Stromwerten der Laserdioden (210) in Abhängigkeit von dem Modulationssignal der Lichtempfangseinheit (100) und des Steuerns von Strommengen von jeweils durch die Ansteuerreihenfolge anzusteuernden Laserdioden (210); und einen Schritt des Aufbringens eines Stroms entsprechend dem bestimmten Stromwert auf die entsprechend der Ansteuerreihenfolge anzusteuernden Laserdioden (210), wobei - eine Anzahl von anzusteuernden Laserdioden (210) in Abhängigkeit von Längen von Arbeitszyklen der Laserdioden (210) angepasst wird oder - die Reihenfolge der Ansteuerns der Laserdioden (210) in Abhängigkeit von den Arbeitszyklen der Laserdioden (210) angepasst wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem, wenn bei dem Schritt des Bestimmens der Reihenfolge des Ansteuerns der Laserdioden (210) das Modulationssignal von der Lichtempfangseinheit (100) empfangen wird, die Reihenfolge des Ansteuerns der Laserdioden (210) entsprechend einer vorgegebenen Ansteuerreihenfolge der Laserdioden (210) bestimmt wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem der Schritt des Bestimmens der Reihenfolge des Ansteuerns der Laserdioden (210) umfasst: einen Schritt des Prüfens, ob eine Änderungsanfrage für die Reihenfolge des Ansteuerns der Laserdioden (210) vorhanden ist, wenn das Modulationssignal von der Lichtempfangseinheit (100) empfangen wird; und einen Schritt des Änderns der vorgegebenen Reihenfolge des Ansteuerns der Laserdioden (210) in eine andere Reihenfolge des Ansteuerns der Laserdioden (210) zur Bestimmung, wenn die Änderungsanfrage vorhanden ist.
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